概念模型教學(xué)在高中生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用----以“生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”一節(jié)為例摘要概念模型可以幫助學(xué)生深化對概念的理解，明晰概念間的關(guān)系，在此過程學(xué)習(xí)科學(xué)思維的一般方法，充分體現(xiàn)學(xué)生的主觀能動性，提高學(xué)習(xí)效益。本文以“生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”教學(xué)為例，闡述概念模型教學(xué)在高中生物學(xué)教學(xué)中的實踐與應(yīng)用。關(guān)鍵詞高中生物學(xué)教學(xué)概念模型教學(xué)建構(gòu)應(yīng)用概念模型是科學(xué)模型中思維模型的一種形式，是學(xué)生利用自己已有的知識背景，在教師的引導(dǎo)下，自主建構(gòu)知識體系的過程，常常用于生物學(xué)核心概念的學(xué)習(xí)。學(xué)生對新事物的認(rèn)知，遵循教育心理學(xué)規(guī)律，往往是從現(xiàn)象到本質(zhì)，由簡單到復(fù)雜，由具體到抽象的逐步深入與提高的過程。在中學(xué)教學(xué)中，概念模型的建構(gòu)不僅可幫助學(xué)生對概念的理解與記憶，使知識結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化；也有利于知識的遷移。在能力目標(biāo)落實上，能培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，達(dá)成知識與能力的共同發(fā)展[1]。概念模型教學(xué)指的是學(xué)生在明確學(xué)習(xí)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，確立研究的對象，尋找科學(xué)的研究方法，通過觀察、探究，或是討論等活動，深入理解概念的內(nèi)涵與外延，梳理概念間的聯(lián)系，初步形成知識的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，然后，在具體的情境中檢驗所構(gòu)建的模型是否符合實際，是否具有科學(xué)性；并在此過程中進(jìn)一步修正對概念模型的解析與表述，使之更規(guī)范、準(zhǔn)確、嚴(yán)謹(jǐn)。概念模型的建立完善過程事實上也是科學(xué)研究的過程[2]。本文以人教版高中生物學(xué)教材《必修3》第五章“生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性”第一節(jié)“生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”為例，分析概念模型教學(xué)在高中生物學(xué)教學(xué)中的實踐與應(yīng)用。1關(guān)注初高中概念銜接，進(jìn)行概念模型建構(gòu)準(zhǔn)備概念的學(xué)習(xí)是一個不斷深化與完善的過程，同一個生物學(xué)概念在不同的學(xué)段，往往會以切合于學(xué)生知識水準(zhǔn)的方式進(jìn)行表述。高中的學(xué)習(xí)建立于初中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)之上，在教學(xué)中，作好學(xué)情分析，充分了解學(xué)生的知識儲備，引導(dǎo)學(xué)生通過新的學(xué)習(xí)活動將原有概念學(xué)習(xí)補充完善，不僅體現(xiàn)了知識的延續(xù)性，同時也可以大大提高教學(xué)效益。“生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”一節(jié)中，初、高中對重要概念的表述有不同（表1）。表1初、高中不同學(xué)段重要概念表述的聯(lián)系與區(qū)別初中教材（北師大版）概念表述高中教材（人教版）概念表述生態(tài)系統(tǒng)在一定自然區(qū)域內(nèi)，所有生物及其生活的環(huán)境構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)由生物群落與它的無機(jī)環(huán)境相互作用而形成的統(tǒng)一整體，叫做生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)的組成成分生態(tài)系統(tǒng)由生物和非生物環(huán)境組成的。生物有植物、動物、細(xì)菌和真菌等類群；非生物環(huán)境包括陽光、溫度、水分、空氣和土壤等因素生態(tài)系統(tǒng)非生物的物質(zhì)和能量：陽光、熱能、水、空氣、無機(jī)鹽等生產(chǎn)者：自養(yǎng)生物，主要是綠色植物消費者：動物，包括植食性動物、肉食性動物、雜食性動物和寄生物動物等分解者：能將動植物遺體殘骸中的有機(jī)物分解成無機(jī)物，主要是細(xì)菌和真菌生態(tài)系統(tǒng)組成成分的功能非生物因素為生物提供必要的物質(zhì)和能量綠色植物制造有機(jī)物，為生態(tài)系統(tǒng)中的各種生物提供物質(zhì)和能量，綠色植物為生產(chǎn)者，分解者的分解作用使生態(tài)系統(tǒng)的有機(jī)物變?yōu)闊o機(jī)物，供給綠色植物再利用。生產(chǎn)者通過光合作用，把太陽能固定，太陽能變?yōu)榛瘜W(xué)能，從而可以被生物所利用，是生態(tài)系統(tǒng)的基石。消費者加快了生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，還對植物的傳粉和種子傳播具有重要作用。分解者能將動植物的遺體和動物的排遺物分解為無機(jī)物食物鏈不同生物之間由于食物關(guān)系而形成的鏈條式聯(lián)系叫食物鏈教材中不再重復(fù)呈現(xiàn)食物鏈的概念，只強調(diào)綠色植物所固定的太陽能通過食物鏈由一個營養(yǎng)級向下一個營養(yǎng)級傳遞食物網(wǎng)生物之間由于食物關(guān)系構(gòu)成的網(wǎng)狀聯(lián)系，稱為食物網(wǎng)許多食物鏈彼此相互交錯連接成的復(fù)雜的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，就是食物網(wǎng)在教學(xué)中，首先引導(dǎo)學(xué)生分析并解讀高中教材中學(xué)生在初中學(xué)習(xí)中未接觸過的新名詞，如高中學(xué)習(xí)“食物鏈”與“食物網(wǎng)”概念不再重復(fù)進(jìn)行概念表述，而是新引進(jìn)“營養(yǎng)級”這一名詞，對物質(zhì)流動環(huán)節(jié)進(jìn)行進(jìn)一步的分析，體現(xiàn)高中的學(xué)習(xí)是初中知識的延續(xù)與發(fā)展，但高中生物學(xué)概念表達(dá)更規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)，對問題的討論也進(jìn)一步深化。在解讀新名詞的過程中，學(xué)生的信息讀取能力得到鍛煉，學(xué)會準(zhǔn)確高效的捕捉關(guān)鍵詞；以自己原有的知識系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對新的信息進(jìn)行編碼；原有的知識因為新經(jīng)驗的進(jìn)入而發(fā)生調(diào)整和改變，通過新舊知識和經(jīng)驗間反復(fù)的、雙向的相互作用過程而建構(gòu)新的知識體系。2概念的建構(gòu)過程是一個不斷完善的思維提升過程2．1歸納要點，明確內(nèi)涵外延學(xué)生對生物學(xué)概念的認(rèn)知不是一種被動的反映，而是以已有的知識和經(jīng)驗為基礎(chǔ)的主動建構(gòu)過程。在展示“初、高中不同學(xué)段重要概念表述的聯(lián)系與區(qū)別表”后，教師可例舉不同的生態(tài)系統(tǒng)，學(xué)生依據(jù)所學(xué)知識分析各生態(tài)系統(tǒng)中共同的成分組成。在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析時，注重概念學(xué)習(xí)中內(nèi)涵與外延的解析，提供正例與反例。如生產(chǎn)者，在初中通常指的是綠色植物，而在高中學(xué)習(xí)中，生產(chǎn)者指的是自養(yǎng)生物，除了學(xué)生熟悉的綠色植物外，還包括化能合成生物。再如食物鏈，在初中指捕食食物鏈，而在高中學(xué)習(xí)中，同一概念的內(nèi)涵與外延均有更科學(xué)更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕缍ā?．2梳理思維，畫出模型簡圖以小組為單位展示交流所制作生態(tài)瓶。學(xué)生依據(jù)生態(tài)瓶模型，分析生態(tài)系統(tǒng)各種組成成分及其相互關(guān)系。對生態(tài)系統(tǒng)的屬性與規(guī)律展開討論，從而進(jìn)一步認(rèn)識生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)和功能，并歸納出其所蘊含的規(guī)律。在這一環(huán)節(jié)，設(shè)置自主學(xué)習(xí)活動，學(xué)生用關(guān)鍵詞、方框、線段和箭頭等嘗試構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型，在作業(yè)紙上初步畫出生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式圖。簡圖事實上是一個較粗糙的概念模型結(jié)構(gòu)圖，可以一定程度上體現(xiàn)學(xué)生的思維角度與過程，需要在教師進(jìn)一步的引導(dǎo)下進(jìn)行完善。2．3完善圖示，深化概念理解展示學(xué)生自主建構(gòu)的簡圖，進(jìn)行點評，師生共同完善生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，在此過程在模式簡圖中添加必要的符號鏈接、文字注釋，使各個元素之間合理布局，相互之間的關(guān)系表達(dá)準(zhǔn)確晰，并引導(dǎo)學(xué)生嘗試用規(guī)范的語言表述概念的定義與概念間的關(guān)系。在修改簡圖的過程中，學(xué)生對概念的理解進(jìn)一步深入，對概念間的關(guān)系有更準(zhǔn)確的認(rèn)知。2．4創(chuàng)設(shè)情境，應(yīng)用概念模型教師提供具體案例，引導(dǎo)學(xué)生參照所構(gòu)建的概念模型進(jìn)行分析，提出各種假設(shè)，討論如果某種成分缺失或缺少對整個系統(tǒng)是否將產(chǎn)生影響，影響的程度；分析并預(yù)測各種可能出現(xiàn)的破壞因素對生態(tài)系統(tǒng)所造成的不良后果。通過模型建構(gòu)活動，學(xué)生對“生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能”有了充分的認(rèn)識和理解。生態(tài)系統(tǒng)是由某一自然區(qū)域內(nèi)所有生物群落和無機(jī)環(huán)境經(jīng)過相互作用組成的統(tǒng)一的整體。其中的“相互作用”體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)各成分之間的營養(yǎng)聯(lián)系，包括物質(zhì)循環(huán)和能量流動。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生不僅理解新知識，而且對新知識進(jìn)行分析、檢驗和批判。教師不單是知識的呈現(xiàn)者，不是知識權(quán)威的象征，而應(yīng)該重視學(xué)生自己對各種現(xiàn)象的理解，傾聽他們的看法，思考他們這些想法的由來，并充分利用課堂學(xué)習(xí)中生成性資源，引導(dǎo)學(xué)生豐富或調(diào)整自己的解釋。因此，在模型建構(gòu)教學(xué)活動中是以學(xué)生為主體，以建構(gòu)模型為主線，讓學(xué)生去探索、交流、學(xué)習(xí)。它重視學(xué)習(xí)過程的主動性和建構(gòu)性，強調(diào)學(xué)生以個人的學(xué)習(xí)經(jīng)驗、心理結(jié)構(gòu)來建構(gòu)對于新事物的理解，從而獲取新知識，掌握解決問題的方法和技能。3關(guān)于概念模型教學(xué)的思考3．1概念模型教學(xué)提升了探究的思維品質(zhì)具有思維品質(zhì)的探究才是真正意義上的探究，概念本身就是模型的一種形式，在生物學(xué)概念學(xué)習(xí)的過程中，充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動性，引導(dǎo)自主建構(gòu)概念，使得概念學(xué)習(xí)成為真正的有思維碰撞的探究學(xué)習(xí)活動，在這一過程中，學(xué)生運用科學(xué)思維的方法和手段，學(xué)習(xí)從具體的事例中抽象出事物的本質(zhì)屬性和一般規(guī)律，并在新情境中得以應(yīng)用。模型是一個動態(tài)發(fā)展的過程，需要在人的認(rèn)識過程中不斷完善，得到改善的模型將使人們獲得對客體的進(jìn)一步的認(rèn)識。具體→抽象→具體的學(xué)習(xí)方法，使學(xué)生通過自己的思考與分析，形成知識的新的理論體系，掌握概念最本質(zhì)的抽象與概括。在建立模型的過程中，學(xué)會觀察的方法、假設(shè)的方法、實驗的方法、歸納與演繹的方法等，幫助學(xué)生建立良好的知識結(jié)構(gòu)體系。3．2充分利用教材資源進(jìn)行模型建構(gòu)教材中的圖片與文字，都是教學(xué)最有價值的資源，是模型建構(gòu)的原材料。教師要充分利用教學(xué)資源，引導(dǎo)學(xué)生分析學(xué)習(xí)教材內(nèi)容，在教材的指導(dǎo)下，建構(gòu)自身的知識網(wǎng)絡(luò)。教材中已有的許多結(jié)構(gòu)模式圖、結(jié)構(gòu)示意圖、原理過程圖解等插圖都是教學(xué)中的科學(xué)模型，它所包含的生物學(xué)知識簡化直觀。學(xué)生可以從模型出發(fā)對研究對象的未知屬性進(jìn)行推測，引發(fā)思考，進(jìn)行驗證，并歸納總結(jié)，從而認(rèn)識事物中所蘊含的規(guī)律。3．3嚴(yán)謹(jǐn)性與規(guī)范性的細(xì)節(jié)關(guān)注模型的生成進(jìn)行了科學(xué)的抽象，去其次要因素，留其本質(zhì)聯(lián)系，是在一定條件和范圍內(nèi)建立的，在解決實際問題時要注意條件或作必要的補充、修正。要正視模型的局限性，不能對模型簡單機(jī)械的認(rèn)識，從而導(dǎo)致模型教學(xué)失去了它應(yīng)有的作用。比如，在生態(tài)系統(tǒng)中分解者主要是細(xì)菌與真菌，但是，象蚯蚓與禿鷲等以腐食為生的動物，在生態(tài)系統(tǒng)中也是分解者。自主學(xué)習(xí)使學(xué)生成為學(xué)習(xí)真正的主體，促使學(xué)生的能力